对生物教材中验证性实验的探究性改造——基于生物学核心素养的科学探究

许柑叶

(福建省厦门十中 福建 厦门 361000)

高中生物现行教材中的多数实验为验证性实验，学生在做实验时几乎都是照搬课本，没法进行深层次的思考，这在培养学生的科学探究能力及创新思维能力方面就明显欠缺。而高中生物新课标强调的核心素养目标中倡导学生主动参与实践。因此，我们应尽可能对验证性实验进行探究性改造。

1.对验证性实验的探究性改造的优点

1.1 有利于充分发挥学生的主体作用。学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是在足够的时间和空间范围内，由自己来确定时间的分配，进行方案设计并实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。在这学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人，是课堂教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情，由“要我学”变为“我要学”。

1.2 有利于培养学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师。实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣，才具有一定的稳定性和持久性。通过对验证性实验的探究性改造可促使学生形成对生物学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲。

1.3 有利于充分挖掘学生的潜力,培养其创造思维能力。验证性实验的实验结果是已知的、可预测的，学生只会按部就班进行相关实验过程，不利于培养其创新思维能力。对验证性实验的探究性改造能给学生提供主动探索知识的宽松环境,让他们的潜力得到充分发挥,思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中,通过自己的实验操作和验证,积极地去思考去探索,从中就会迸发出更多的智慧和灵感。如果坚持不断地加以训练,就十分有益于学生创造思维能力的培养。

2.案例：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

2.1 选择合适的实验材料。教材中实验材料为：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆，花生种子，花生种子匀浆，豆浆，鲜肝提取液，实验要求每小组从老师提供的实验材料中选择一两种，预期其中含有哪些有机化合物，再选择所需要的仪器和试剂。

改造：除上述实验材料外，教师可多准备几种供学生选择，比如蔗糖溶液、葡萄汁、西瓜汁、豆浆、马铃薯汁等。由学生自主选择实验材料，自行设计实验记录表格，首先预测所选材料中主要含有何种有机物，选定检测试剂，预期实验结果，填入表格，再进行实验操作，观察并记录实验结果，将实测结果与预期结果相比较，进行分析，得出实验结论。

2.2 对实验试剂进行正确处理。探究应该有目的性，不能盲目性。首先应该了解验证性实验理论，以理论为基础进行探究才有意义。在实验过程中关于斐林试剂和双缩脲试剂的使用，学生很容易混淆，由于试剂的混淆使用，实验结果经常和预期结果不一致。

两种不同试剂中溶液的添加顺序和浓度混淆对实验结果有没可能有影响？在斐林试剂的使用过程中，如果最后一步不加热，结果如何？如果将两种溶液先后使用，砖红色沉淀的量或者颜色有没变化，结果如何？为什么？如果将0.05g/ml的CuSO4溶液错误使用为0.01g/ml的CuSO4溶液，结果又将如何？在双缩脲试剂的使用过程中，如果最后一步再加热，结果如何？为什么？如果两种溶液混匀后使用，或者是先后顺序颠倒了，结果又将如何？如果将0.01g/ml的CuSO4溶液错误使用为0.05g/ml的CuSO4溶液，结果又将如何？实验过程中，有没有出现其它不一样的颜色反应，细心回顾自己在使用过程中哪一步操作出现了问题？

教师可以在学习理论原理的过程中提出各种质疑，由学生设计表格，进行实验观察分析。这些设计是书本没有的，更不可能直接从书本找到结果，而学生在实验过程中又往往会不小心这么操作，以致与预期结果不一致。因此学生有必要进行这样的设计，可以加深对实验原理的认识，同时也可以激发思维，通过动手实验，针对出现与预期不一致的现象分析原因。

2.3 实验中值得思考或再验证的几个结果。

(1)淀粉遇碘为什么不是蓝色，而是黑色?

(2)蔗糖遇斐林试剂出现了砖红色沉淀，是否说明蔗糖也是还原糖？

(3)用斐林试剂检测鲜肝提取液成分，为什么会出现了紫色反应？

(4)斐林试剂的使用最后一步有的学生加热结果是出现黑色沉淀，原因何在呢？

3.展望

新课标中强调发展学生的核心素养，发展学生的核心素养主要在思维，重在过程。使学生“能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论”。因此，教师充分挖掘课程资源中的探究因素，营造出探究的问题情境，引导学生去主动关注教材中那些貌似平淡无奇的内容，鼓励和引导学生提出探究性课题，寻求这些知识的发生和发展过程，以激发他们对问题的敏感性，引导学生充分发挥自己的想象力和创造力。对于学生来说，科学探究是一种学习方式，使学生能够针对有价值的问题、疑问、难题或者想法进行研究，基于好奇与困惑来理解生命世界和建构知识的意愿和能力。科学探究对于学生掌握科学概念，参与科学实践，理解科学本质都有积极的促进作用。

“探究性学习是重要的学习方式，但不应成为惟一的方式”，“不同的学习方式有各自的特点、优势和适用的条件。教师应根据不同的教学内容注意采用多样化的教学方式”，也就是说并非教材中所有的验证性实验都要改造成探究性实验才是合理的，如果对验证性实验进行探究性改造后，对学生的知识吸收、思维能力的锻炼效果不理想的话，那么这样的改造就适得其反，不但费时费劲，还可能干扰学生的正常思维。因此，我们应该具体问题具体分析，从学生的角度出发，用多样化的教学方式培养学生多样化的能力。